沈陽生態(tài)所揭示維持溫帶森林地上生物量穩(wěn)定性的機制

　　自20世紀50年代以來，生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關系一直是生態(tài)學中重點討論的理論問題之一。主要爭論表現(xiàn)在是物種多樣性還是物種組成(優(yōu)勢種)對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性起作用？哪個水平的物種多樣性(物種豐富度、物種均勻度、物種多樣性指數(shù)、種間差異等)對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性起作用等幾個方面。在目前多樣性與穩(wěn)定性的研究中，多針對簡單的生態(tài)系統(tǒng)（如草地生態(tài)系統(tǒng)）或模擬系統(tǒng)，與自然界中的真實生態(tài)系統(tǒng)在各個方面均有較大的差別，能否、以及如何將簡單系統(tǒng)中得到的結果應用于復雜的自然群落還需作進一步深入研究。森林生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生物圈的主體，是群落結構最復雜、生物多樣性最豐富、生態(tài)功能最齊全的自然生態(tài)系統(tǒng)，因而維持森林生態(tài)系統(tǒng)結構和功能穩(wěn)定性是全球生態(tài)安全的保障，也是我國生態(tài)文明建設的重要基礎。

　　基于此，中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所天然林生態(tài)組研究團隊以長白山針闊混交林為研究對象，基于連續(xù)10年的長期動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，整合分析了物種多樣性、種間異步性、優(yōu)勢樹種和土壤養(yǎng)分對地上生物量時間穩(wěn)定性的直接和間接影響。結果顯示，種間異步性（species asynchrony），而非物種多樣性，是維持溫帶森林地上生物量穩(wěn)定性的主要驅動力，且其影響程度隨著森林演替呈增加趨勢（如圖）。去除土壤養(yǎng)分的影響后，物種多樣性和優(yōu)勢種對老齡林的時間穩(wěn)定性亦表現(xiàn)出正向促進作用，但對次生林基本沒有影響。研究結果突出了由時間生態(tài)位分化形成的種間異步性在調節(jié)自然生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性中的重要作用，揭示了物種多樣性和樹種組成(優(yōu)勢種)對溫帶天然林穩(wěn)定性影響主要發(fā)生在老齡林的現(xiàn)象。因此，為了維持森林地上碳庫的穩(wěn)定性，在森林經營過程中，在物種配置時應著重考慮具有強異步性特征的樹種。

　　研究結果以Temporal stability of aboveground biomass is governed by species asynchrony in temperate forests 為題在線發(fā)表于Ecological Indicator 雜志，副研究員原作強為第一作者，研究員郝占慶為通訊作者。該研究得到中科院先導專項（B類）、國家自然科學基金和中科院青促會項目等的支持。

圖：物種多樣性、種間異步性、優(yōu)勢樹種和土壤養(yǎng)分對地上生物量時間穩(wěn)定性的直接和間接影響